El hierro es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre y un elemento clave para la nutrición de los cultivos. Sin embargo, en los suelos calcáreos (muy abundantes en España) es todo un reto para las plantas poder obtener el hierro del suelo, debido a su escasa solubilidad y disponibilidad. Es entonces cuando aparece la deficiencia de hierro y las plantas activan diferentes repuestas, fundamentalmente en sus raíces, para obtener este nutriente.

El equipo de los departamento de Agronomía, Química Agrícola, Edafología y Microbiología; Genética; y Botánica, Ecología y Fisiología Vegetal de la UCO

El personal investigador de la Unidad de Excelencia María de Maeztu – Departamento de Agronomía de la Universidad de Córdoba (DAUCO) – que trabaja en el grupo de Fisiología Vegetal lleva décadas estudiando estas respuestas de las plantas y buscando estrategias que hagan al hierro más disponible para las plantas, evitando la clorosis férrica y aumentando el crecimiento de los cultivos.

En el contexto actual de cambio climático y búsqueda de conservación del medioambiente, es esencial que esas soluciones vengan de la mano de la sostenibilidad, evitando el abuso de productos de síntesis química, perjudiciales para el medioambiente.

En esta línea se mueve el último trabajo liderado por este grupo en colaboración con los departamentos de Química Agrícola, Edafología y Microbiología; Genética; y Botánica, Ecología y Fisiología Vegetal, así como con el Departamento de Mejora Genética del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS – CSIC), en el que se ha comprobado el potencial de un microorganismo (la cepa FO12 del hongo Fusarium oxysporum) como biofertilizante y bioestimulante de hierro.

De Keith Weller, USDA-ARS – USDA, Dominio público

Aunque el hongo Fusarium oxysporum es muy perjudicial para muchos cultivos, “la cepa FO12 es no patogénica (no causa enfermedad) y ha demostrado ser un agente de biocontrol frente a Verticillium dahliae” explica el catedrático de DAUCO Javier Romera. El poder de controlar enfermedades de esta cepa se conocía ya gracias a trabajos previos del grupo de Patología Agroforestal, y probablemente se deba a que esta cepa es capaz de activar la resistencia sistémica inducida (ISR), una especie de sistema inmune que tienen las plantas para defenderse.

En la regulación de esta respuesta defensiva intervienen sustancias como el etileno y el óxido nítrico, que también están implicadas en la activación de las respuestas a la deficiencia de hierro. “Como este hongo ya inducía respuestas defensivas, pensamos que también podría inducir respuestas a la deficiencia de hierro, y esa ha sido la idea del estudio, probar que también las induce” señala el investigador Carlos Lucena.

Por tanto, este estudio prueba que la cepa FO12 mejora las respuestas a la deficiencia de hierro en plantas de pepino en suelos calcáreos. A las 24 horas de la inoculación de las raíces de las plantas de pepino con este microorganismo ya se ven resultados: se activan los genes relacionados con la respuesta al déficit de hierro y, a los varios días de cultivo, aumenta el crecimiento de la planta.

El estudio se ha llevado a cabo con plantas de pepino cultivadas en solución nutritiva, “un sistema más artificial”, y también en macetas con suelos calcáreos, en condiciones de invernadero “porque la idea es que esos microorganismos se puedan aplicar como biofertilizantes que favorezcan la adquisición de hierro en esos suelos calcáreos, donde hay más problemas” recuerda Romera. En ambos métodos de cultivo, el hongo estimuló la adquisición de hierro y el crecimiento de las plantas.

El uso de este tipo de microorganismos como biofertilizante, además de incidir en la sostenibilidad medioambiental, por ser elementos naturales que evitan el uso de fertilizantes de síntesis química, ayudan a regular las comunidades de microorganismos del suelo: su mera presencia hace que ocupen los nichos que pudiesen ocupar otros hongos patógenos que producen enfermedades

“El objetivo final sería desarrollar un bioestimulante que permita tanto proteger a los cultivos del ataque de posibles patógenos, así como mejorar la nutrición férrica de las plantas en condiciones adversas”, señala el investigador Miguel Ángel Aparicio. El camino para hacer realidad su uso en campo pasa por analizar su efecto sobre otros nutrientes, como el fósforo; optimizar las dosis de tratamiento; y conocer las condiciones más adecuadas para su aplicación en campo.

*Este trabajo forma parte de la Tesis Doctoral del investigador Miguel Ángel Aparicio, llevada a cabo gracias a una ayuda del Plan Propio de investigación de la Universidad de Córdoba.

Aparicio, M.A., Lucena, C., García, M.J. et al. The nonpathogenic strain of Fusarium oxysporum FO12 induces Fe deficiency responses in cucumber (Cucumis sativus L.) plants. Planta 257, 50 (2023). https://doi.org/10.1007/s00425-023-04079-2